計算機軟件中的插件技術分析

邱恩海

摘要：虛擬化作為信息技術領域一個新興的事物，云計算近年來逐步推廣和普及。由于云計算擬化技術大大節省物理資源、具有良好的隔離性、高可用的優點，云計算大受IT界的歡迎。目前，在如何提高云平臺的高可用性方面已經有很多的研究，傳統的云平臺高可用性措施都停留在物理主機層面，沒有提供應用級、業務級的高可用性措施。大多平臺的高可用性只針對公有云的，對私有云需要越來越大，雖然現在有很多的管理云平臺和很多業務平臺但是連通性不好，當業務出現故障，不能及時地通知管理平臺。文提出基于OpenStack構建一個高可用性插件。

關鍵詞：云計算 OpenStack 插件 運行環境

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0248-01

本文提出基于OpenStack構建一個高可用性插件，該插件主要目的是：第一，增加進程級的高可用性模塊，不斷檢測進程的運行情況，并利用虛擬機化技術對相應的故障進行處理；第二，實現業務和云平臺及時溝通，對傳統的Web系統進行云化提高專有云的高可用性，并在一定程度上實現云平臺的負載平衡。該插件不僅可以提高云平臺運行環境出現的故障，而且可以權衡云中資源的情況，合理分配資源，某種程度上實現云的負載平衡，避免了云平臺“假滿”的情況發生。

1 OpenStack云平臺概述

云計算作為一種新的計算模型，憑借其節省資源、降低成本、高可擴展性等優點得到了快速發展，在此過程中開源云計算架構也得到不斷發展和完善。OpenStack具有以下幾個方面的優點：代碼架構清晰，開發者可以根據自己的需要修改相應的代碼；性能穩定，提供了完善虛擬機管理功能；部署靈活，用戶可以根據自己的需要，進行相應地部署。

Opentstack主要有5大組件組成：Nova（計算服務）、Swift（存儲服務）、Glance（鏡像服務）、Keystone（識別服務）、Dashboard（用戶界面服務）。Nova是整個平臺的核心，是云平臺的控制器，它提供管理虛擬機的所有功能，其中包括創建虛擬機實例、管理網絡、控制用戶等。Swift是一個具有容量大、擴展性高，并具有冗余和容錯機制的對象存儲系統。Glance是負責管理虛擬機鏡像image的，功能主要包括存放image、檢索image等功能，并向外提供接口，用戶可以根據自己的需求調用相應的API請求檢索實際的鏡像和查詢VM元數據。Keystone主要負責管理和認證OpenStack租戶、角色，并為Swift提供授權服務。Dashboard是提供給用戶訪問OpenStack云平臺Web前端界面，用戶可以使用它方便使用OpenStack云平臺的功能。

2 基于OpenStack的高可用系統插件設計

基于OpenStack云平臺，構架一個自動檢測故障，并進行恢復的云平臺的插件。該插件主要從三個層次檢測故障，第一，從物理主機層，檢測物理主機運行時可能發生的故障；第二，從虛擬機層檢測虛擬機運行時可能發生的故障；第三，從虛擬應用層，檢測虛擬機中運行的進程發生的故障。該平臺主要的思路是借用現有的開源云平臺OpenStack的API，包括GUI層、Scheduler調度層、邏輯層和功能層層。按照該系統的工作機制，該系統從邏輯上化分為四個模塊：感知模塊、策略模塊、執行模塊、GUI模塊。

GUI層：主要用來與用戶進行交互，用戶可以通過該界面，獲得系統的運行狀況，其中包括：虛擬機的運行狀態、虛擬機的資源情況等，同時用戶可以通過界面控制虛擬機的運行狀況（例如停止某臺虛擬機），也可以進行一些系統的基本配置（比如掃描時間的設置），使得整個系統更靈活、更智能。

Scheduler調度層：主要是負責對事件隊列進行操作，是整個系統的核心，該層能夠保證事件有條不紊地被執行。此外，它需要對事件隊列滿、事件隊列空等各種異常進行處理，同時保證進程同步。

邏輯層：我們采取的是事件驅動機制，每個事件都有相對應的處理對象。我們的事件主要分為三種：感知事件、策略事件、執行事件。感知模塊響應感知事件，策略模塊響應策略事件，執行模塊響應執行事件。

功能層：主要是對LibvirtAPI和OpenStack API的封裝，用來與OpenStack和Libvirt進行交互，是整個系統的底層，提供對上述幾層的支持。

該插件由三個模塊組成。

感知模塊：由感知層執行類和感知層功能類組成，負責感知整個系統的運行情況，感知功能類是最底層類的，提供對感知執行類的支持。目前，從三個層次進行感知，第一層是感知物理主機，主要包括物理主機電源、主機網絡、物理主機CPU利用率、物理主機內存使用率、物理主機硬盤的使用情況；第二層是感知虛擬機，主要包括虛擬機狀態、虛擬機網絡、虛擬機CPU利用率、虛擬機內存使用率、虛擬機磁盤的使用情況；第三層是感知虛擬應用，主要包括虛擬應用狀態、虛擬應用CPU使用率、虛擬應用內存使用率、虛擬機應用鏈接數、虛擬機應用是否存在。

策略模塊：是由策略層執行類和策略功能類組成。主要根據感知的結果進行處理。若感知的結果是正常的，我們將什么都不處理，若感知的結果是異常的，我們就要進行制定相應的恢復策略。

執行模塊：主要是由執行層執行類和執行功能組成。其主要負載故障的恢復，針對主機，我們主要提供重啟主機、配置主機網絡、恢復主機上所有虛擬機、通知管理員等措施；針對虛擬機，主要由刪除虛擬機、重啟虛擬機、遷移虛擬機、配置虛擬機網絡、通知管理員等措施；針對應用層，我們主要是恢復應用、關閉進程等措施。

從上面的描述，該插件模塊執行的邏輯關系是：感知模塊觸發策略模塊，策略模塊塊觸發執行模塊。

參考文獻

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